VLAN 协议

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VLAN(Virtual Local Area Network) 虚拟局域网,一个带有 VLAN 功能的 Switch 能够同时处于多个 LAN 中,把一个交换机变成多个虚拟的交换机,VLAN 用来隔离broadcast domain(广播域)

基本概念

  • LAN(Local Area Network) 本地局域网,通常使用 HubSwitch 来连接 LAN 中的计算机。 一个 LAN 表示一个广播域,该 LAN 中的所有成员都会收到 LAN 中一个成员发出的广播包。

作用

  • 广播控制
  • 带宽利用
  • 降低延迟
  • 安全性(非设计作用,本身功能所附加出的)
  • 隔离性:不同 VLAN 之间的机器互相看不到

报文

VLAN Header 格式由 IEEE 802.1Q 标准定义。它在普通以太网帧结构 SA(Src Address) 之后 加入了 4bytesVLAN Tag/Header 数据,其中

  • VLAN ID 12bits,VLAN ID的最大值是 4096, 但是有效值范围是 1- 4094。

交换机端口类型

以太网端口有三种链路类型:

  • Access:只能属于一个 VLAN,一般用于连接计算机的端口
  • Trunk:可以属于多个 VLAN,可以接收和发送多个 VLAN 的报文,一般用于交换机之间连接的接口
    • 在 OpenStack 环境中,如果让物理交换机使用 VLAN 的方式来隔离租户的话,必须将所有的端口都设置为 trunk port
  • Hybrid:属于多个 VLAN,可以接收和发送多个 VLAN 报文,既可以用于交换机之间的连接,也可以 用户连接用户的计算机

Hybrid 端口和 Trunk 端口的不同之处在于 Hybrid 端口可以允许多个 VLAN 的报文发送时不打标签,而 Trunk 端口只允许缺省 VLAN 的报文发送时不打标签。

VLAN 的不足

  • 数量少:最多只支持 4096 个 VLAN 网络
  • 灵活性差:很难跨越 L2 的边界
  • 配置复杂
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